Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 674826
i

В ос­но­ва­нии пи­ра­ми­ды ABCD лежит пра­виль­ный тре­уголь­ник АВС. Все бо­ко­вые ребра на­кло­не­ны к ос­но­ва­нию под одним и тем же углом.

а)  До­ка­жи­те, что пря­мые АВ и CD пер­пен­ди­ку­ляр­ны.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние между пря­мы­ми AB и CD, если  AB = 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,  AD = 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть от­ре­зок DH  — вы­со­та пи­ра­ми­ды. Тогда тре­уголь­ни­ки CDH, ADH, BDH равны по об­ще­му ка­те­ту DH и остро­му углу. Тогда точка H  — центр тре­уголь­ни­ка ABC, то есть точка H лежит на ме­ди­а­не и вы­со­те CM тре­уголь­ни­ка ABC. От­рез­ки CH и AB пер­пен­ди­ку­ляр­ны, зна­чит, по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах, пер­пен­ди­ку­ляр­ны и от­рез­ки CD и AB.

б)  Из ра­вен­ства тре­уголь­ни­ков CDH, ADH и BDH сле­ду­ет, что  AD = BD = CD, то есть от­рез­ки BM и AB пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Тогда плос­кость CDM пер­пен­ди­ку­ляр­на от­рез­ку AB по при­зна­ку пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти пря­мой и плос­ко­сти (ведь от­ре­зок CM также пер­пен­ди­ку­ля­рен от­рез­ку AB). Тогда от­ре­зок MN пер­пен­ди­ку­ля­рен от­рез­ку AB как вы­со­та тре­уголь­ни­ка CMD.

Далее,

 CM = AC умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 12,

 DM = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AD в квад­ра­те минус AM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 75 минус 48 конец ар­гу­мен­та = 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

 CD = 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Пусть CN  =  x. Тогда  MN в квад­ра­те = CM в квад­ра­те минус CN в квад­ра­те = MD в квад­ра­те минус DN в квад­ра­те , то есть

 12 в квад­ра­те минус x в квад­ра­те = 27 минус левая круг­лая скоб­ка 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та минус x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но 144 минус x в квад­ра­те = 27 минус 75 плюс 10 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x минус x в квад­ра­те рав­но­силь­но 10 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x = 192 рав­но­силь­но x = дробь: чис­ли­тель: 32 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Зна­чит,

 MN = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 144 минус дробь: чис­ли­тель: 1024 умно­жить на 3, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 3600 минус 3072, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 528, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Но от­ре­зок MN  — общий пер­пен­ди­ку­ляр для ребер CD и AB, сле­до­ва­тель­но, это и есть ис­ко­мое рас­сто­я­ние.

 

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 33 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б)3
По­лу­чен обос­но­ван­ный ответ в пунк­те б)

ИЛИ

име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), и при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки

2
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а),

ИЛИ

при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки,

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 491
Методы геометрии: Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах, Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Пер­пен­ди­ку­ляр­ность пря­мых, Рас­сто­я­ние от точки до пря­мой, Пи­ра­ми­да